CN111999815A - 一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器 - Google Patents

一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器 Download PDF

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    • G02B6/24—Coupling light guides
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    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/29389—Bandpass filtering, e.g. 1x1 device rejecting or passing certain wavelengths

Abstract

本发明公开了一种基于少模‑多模‑少模结构的可调谐光纤滤波器，涉及光纤滤波器技术领域，包括：纵向居中对准，依次熔接而成的第一渐变折射率少模光纤、渐变折射率多模光纤及第二渐变折射率少模光纤；分别设置于第一渐变折射率少模光纤、第二渐变折射率少模光纤上的偏振控制器。本发明基于多模光纤的多模干涉效应，可以通过调节偏振控制器或者改变中间多模光纤的长度，实现滤波波长间隔可调谐；本发明具有制作成本低、灵敏度高、结构紧凑以及滤波波长间隔可调谐等优点。

Description

一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器
技术领域
本发明涉及光纤滤波器技术领域，尤其是涉及一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器。
背景技术
滤波器是一种可以对波长进行选择的器件，它在光通信系统、激光器以及传感等领域具有许多重要的应用。滤波器种类很多，如集成阵列波导光栅(AW G)滤波器、M-Z干涉滤波器、光纤双锥型滤波器(BTF)、光纤光栅滤波器等等。但是，大部分滤波器的波长选择是固定的，而具备波长间隔可调谐的滤波器，结构又相对复杂、成本高。目前，随着应用的不断拓展，特别是多模光纤通信系统和多模光纤激光器的研发，对波长间隔可调谐滤波器的需求越来越多，而普通的单模光纤滤波器已经不能适用。因此，亟需提出一种具有波长间隔可灵活调谐功能的光纤滤波器，从而适应多模光纤通信系统、多模光纤激光器等的发展。
发明内容
有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，通过调节渐变折射率少模光纤上的偏振控制器或改变中间渐变折射率多模光纤的长度，可以实现滤波波长间隔可调谐。
为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：
一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，包括：
纵向居中对准、依次熔接而成的第一渐变折射率少模光纤、渐变折射率多模光纤和第二渐变折射率少模光纤；以及
分别设置于第一渐变折射率少模光纤、第二渐变折射率少模光纤上的偏振控制器。
进一步地，所述偏振控制器设置在第一渐变折射率少模光纤或第二渐变折射率少模光纤与渐变折射率多模光纤的熔接点附近5cm内。
进一步地，所述第一渐变折射率少模光纤与第二渐变折射率少模光纤的纤芯直径在20-33微米之间，包层直径均为125微米。
进一步地，所述渐变折射率多模光纤熔接在第一渐变折射率少模光纤与第二渐变折射率少模光纤之间，其纤芯为62.5微米，包层直径为125微米。
进一步地，所述渐变折射率多模光纤的长度可调节。
进一步地，通过调节所述偏振控制器或者改变所述渐变折射率多模光纤的长度，实现滤波波长间隔可调谐。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果至少包括：
1、基于多模光纤的多模干涉效应，可以通过调节偏振控制器或者改变中间渐变折射率多模光纤的长度，实现滤波波长间隔可调谐；
2、本发明具有制作成本低、灵敏度高、结构紧凑以及滤波波长间隔可调谐等优点，在多模光纤通信系统和多模光纤激光器中，实现滤波调节的作用，具有重大应用意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明的光纤滤波器结构示意图；
图2为本发明的一种实施例中测量滤波效果的装置示意图；
图3为本发明的另一种实施例中光纤滤波器通过调节偏振控制器实现不同滤波效果示意图；
图4为本发明的再一种实施例中光纤滤波器通过改变中间渐变折射率多模光纤长度实现不同滤波效果示意图。
附图标记说明：
1、第一渐变折射率少模光纤；2、偏振控制器；3、渐变折射率多模光纤；4、偏振控制器；5、第二渐变折射率少模光纤。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
另外，本发明实施例中所使用的具体参数或数量，仅仅是本发明实施例中所使用的几组可能的或较优的搭配，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，包括：
纵向居中对准、依次熔接而成的第一渐变折射率少模光纤、渐变折射率多模光纤和第二渐变折射率少模光纤；以及
分别设置于第一渐变折射率少模光纤、第二渐变折射率少模光纤上的偏振控制器。
进一步地，所述偏振控制器设置在第一渐变折射率少模光纤或第二渐变折射率少模光纤与渐变折射率多模光纤的熔接点附近5cm内。
进一步地，所述第一渐变折射率少模光纤与第二渐变折射率少模光纤的纤芯直径在20-33微米之间，包层直径均为125微米。
进一步地，所述渐变折射率多模光纤熔接在第一渐变折射率少模光纤与第二渐变折射率少模光纤之间，其纤芯为62.5微米，包层直径为125微米。
进一步地，所述渐变折射率多模光纤的长度可调节。
进一步地，通过调节所述偏振控制器或者改变所述渐变折射率多模光纤的长度，实现滤波波长间隔可调谐。
实施例2
本发明的基于少模-多模-少模结构的光纤滤波器的具体制备方法：
(1)选取适当长度的渐变折射率多模光纤，剥去两边涂覆层，用酒精擦拭干净；
(2)选取两根适当长度的渐变折射率少模光纤，剥去两边涂覆层，用酒精擦拭干净，然后用熔接机精确控制两种纤芯直径不匹配的光纤纵向居中熔接在一起，并且没有气泡产生；
(3)在熔点附近，两端各自加上一个偏振控制器。
实施例3
为了测试本发明光纤滤波器的滤波效果，如图2所示，应用ASE(放大自发辐射)光源，输入到基于少模-多模-少模光纤结构的光纤滤波器，用OSA(光谱仪)测量输出滤波效果，其目的是通过OSA测量引入了基于少模-多模-少模光纤结构的光纤滤波器后ASE光谱的变化透射谱，来检测本发明的不同滤波效果。
通过调节偏振控制器以及控制选取中间多模光纤的长度为14cm时，两边少模光纤长度为50cm，实现不同的滤波效果如图3所示。
附图3左侧图和右侧图分别表示通过调节偏振控制器实现的不同滤波效果的透射谱图，其中，横坐标表示ASE输入的光谱范围(nm)，纵坐标表示透射率(dB)，虚线之间的范围表示波长间隔(即自由光谱范围)，左侧图和右侧图的波长间隔分别为12nm和24nm，滤波效果明显且波长间隔可调谐。
实施例4
通过改变中间渐变折射率多模光纤的长度，可实现不同的滤波效果，滤波效果图如图4所示。附图4左侧图和右侧图分别表示中间渐变折射率多模光纤的长度为10cm和18cm时滤波效果的透射谱图。其中，横坐标表示ASE输入的光谱范围(nm)，纵坐标表示透射率(dB)，虚线之间的范围表示波长间隔(即自由光谱范围)，左侧图和右侧图的波长间隔分别为23nm和9nm，滤波效果明显且波长间隔可调谐。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果至少包括：
1、基于多模光纤的多模干涉效应，可以通过调节偏振控制器或者改变中间渐变折射率多模光纤的长度，实现滤波波长间隔可调谐；
2、本发明具有制作成本低、灵敏度高、结构紧凑以及滤波波长间隔可调谐等优点，在多模光纤通信系统和多模光纤激光器中，实现滤波调节输出，具有重大应用意义。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，其特征在于，包括：
纵向居中对准、依次熔接而成的第一渐变折射率少模光纤、渐变折射率多模光纤和第二渐变折射率少模光纤；以及
分别设置于第一渐变折射率少模光纤、第二渐变折射率少模光纤上的偏振控制器。
2.根据权利要求1所述的基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，其特征在于，所述偏振控制器设置在第一渐变折射率少模光纤或第二渐变折射率少模光纤与渐变折射率多模光纤的熔接点附近5cm内。
3.根据权利要求2所述的基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，其特征在于，所述第一渐变折射率少模光纤与第二渐变折射率少模光纤的纤芯直径在20-33微米之间，包层直径均为125微米。
4.根据权利要求2所述的基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，其特征在于，所述渐变折射率多模光纤熔接在第一渐变折射率少模光纤与第二渐变折射率少模光纤之间，其纤芯为62.5微米，包层直径为125微米。
5.根据权利要求4所述的基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，其特征在于，所述渐变折射率多模光纤的长度可调节。
6.根据权利要求5所述的基于少模-多模-少模结构的可调谐光纤滤波器，其特征在于，通过调节所述偏振控制器或者改变所述渐变折射率多模光纤的长度，实现滤波波长间隔可调谐。
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